JP4797872B2 - Liquid level detection device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、容器内に収容される液体の液面レベルを検出する液面検出装置に関するもので、特に、自動車等の燃料タンク内に装着されて、燃料の液面位置を検出する液面検出装置に適用して好適である。 The present invention relates to a liquid level detection device that detects a liquid level of a liquid contained in a container, and in particular, a liquid level detection that is mounted in a fuel tank of an automobile or the like and detects a liquid level position of the fuel. It is suitable for application to an apparatus.
従来のこの種の液面検出装置としては、たとえば、液面に浮かぶフロートの上下動がアームを介して伝達されて回転する回転部材内にマグネットを固定し、回転部材を回転自在に保持する固定部材内に磁電変換素子であるホール素子を配置した構成のものがある(特許文献1参照)。 As a conventional liquid level detection device of this type, for example, a magnet is fixed in a rotating member that rotates when a vertical movement of a float that floats on the liquid surface is transmitted through an arm, and the rotating member is rotatably held. There exists a thing of the structure which has arrange | positioned the Hall element which is a magnetoelectric conversion element in a member (refer patent document 1).
この従来の液面検出装置においては、磁電変換素子であるホール素子は、樹脂材質からなる固定部材内の所定位置にインサート成型されている。
上述の、従来の液面検出装置では、ホール素子が固定部材内にインサート成型されている。すなわち、固定部材製作用成形型のキャビティ内の所定位置にホール素子をセットした状態で溶融した樹脂を注入している。この工程において、ホール素子は高温に曝されるため、ホール素子の電気的特性が変化する可能性がある。 In the conventional liquid level detection device described above, the Hall element is insert-molded in the fixed member. That is, the molten resin is poured in a state where the Hall element is set at a predetermined position in the cavity of the fixed member manufacturing working mold. In this process, since the Hall element is exposed to a high temperature, the electrical characteristics of the Hall element may change.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、その製造工程において磁電変換素子が高温に曝され特性が変化することを抑制可能な液面検出装置およびその製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a liquid level detection device capable of suppressing changes in characteristics due to exposure of a magnetoelectric conversion element to a high temperature in the manufacturing process and a manufacturing method thereof. It is to be.
本発明は、上記目的を達成する為に以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means to achieve the above object.
本発明の請求項1に記載の液面検出装置は、回転部材と、回転部材を回動自在に保持する樹脂材質からなる固定部材と、液体に浮かぶフロートと、一端側にフロートが固定され且つ他端側が回転部材に固定され液体の液面の上下動による前記フロートの上下動を回転部材の回転運動に変換するアームと、回転部材に固定され回転部材と一体に回転するマグネットと、マグネットの変位を検出可能に固定部材に収容された磁電変換素子と、一端が前記磁電変換素子のリードと接続され他端が外部の電気回路に接続可能に固定部材から露出されるターミナルとを備えた液面検出装置であって、磁電変換素子は樹脂材質からなる鞘部材内に収容固定され、ターミナルは鞘部材にインサート成型により一体化され、磁電変換素子が収容固定された鞘部材が固定部材にインサート成型により一体化されたことを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, there is provided the liquid level detecting device, wherein the rotating member, a fixing member made of a resin material that rotatably holds the rotating member, a float floating in the liquid, and a float fixed to one end side An arm whose other end is fixed to a rotating member and which converts the vertical movement of the float caused by the vertical movement of the liquid surface into a rotational movement of the rotating member, a magnet fixed to the rotating member and rotating integrally with the rotating member, A liquid comprising: a magnetoelectric conversion element housed in a fixing member so that displacement can be detected; and a terminal having one end connected to the lead of the magnetoelectric conversion element and the other end connected to an external electric circuit and exposed from the fixing member. A surface detecting device in which a magnetoelectric conversion element is accommodated and fixed in a sheath member made of a resin material, a terminal is integrated with the sheath member by insert molding, and a sheath portion in which the magnetoelectric conversion element is accommodated and fixed There has been characterized in that it is integrated by insert molding to a fixed member.
このような構成においては、磁電変換素子は、先ず鞘部材内に収容固定され、その後にこの鞘部材ごと固定部材の成形型内にセットされてインサート成型される。つまり、固定部材を型成型する際に磁電変換素子は溶融した樹脂に直接接触しない。したがって、固定部材へのインサート成型時における磁電変換素子の温度上昇は、従来の液面検出装置の固定部材へのインサート成型時における磁電変換素子の温度上昇よりも、大幅に低く抑えられる。 In such a configuration, the magnetoelectric conversion element is first accommodated and fixed in the sheath member, and then the entire sheath member is set in a molding die of the fixing member and insert molded. That is, when the fixing member is molded, the magnetoelectric conversion element does not directly contact the molten resin. Therefore, the temperature rise of the magnetoelectric conversion element at the time of insert molding to the fixing member can be suppressed significantly lower than the temperature rise of the magnetoelectric conversion element at the time of insert molding to the fixing member of the conventional liquid level detection device.
これにより、その製造工程において磁電変換素子が高温に曝され特性が変化することを抑制可能な液面検出装置を提供することができる。 Thereby, the liquid level detection apparatus which can suppress that a magnetoelectric conversion element is exposed to high temperature and the characteristic changes in the manufacturing process can be provided.
本発明の請求項2に記載の液面検出装置は、ターミナルは鞘部材との接触部分に接着機能表面処理被膜が施され、鞘部材におけるターミナルの他端側端部にはその外周全周に亘る環状の突起が設けられていることを特徴としている。
In the liquid level detection device according to
このような構成においては、導電性金属からなるターミナルと樹脂材質からなる鞘部材とを強固に化学結合させて複合化させることができる。すなわち、ターミナルは、その全周に亘って鞘部材と強固に結合している。したがって、液面検出装置の使用状態において液面検出装置が液体内に浸漬された場合でも、ターミナルと鞘部材との境界部を介して液体が磁電変換素子まで侵入することを防止できる。 In such a configuration, the terminal made of a conductive metal and the sheath member made of a resin material can be combined with each other by strongly chemically bonding them. That is, the terminal is firmly coupled to the sheath member over the entire circumference. Therefore, even when the liquid level detection device is immersed in the liquid in the usage state of the liquid level detection device, the liquid can be prevented from entering the magnetoelectric conversion element through the boundary portion between the terminal and the sheath member.
また、鞘部材の固定部材内へのインサート成型時においては、鞘部材の周囲を溶融した樹脂材料が流れる。このとき、鞘部材に設けられた環状の突起の温度は鞘部材の他の部分の温度よりも高くなり、その先端部およびその近傍は溶けて固定部材と溶着する。つまり、環状の突起部において、鞘部材と固定部材とは完全に溶着している。したがって、液面検出装置の使用状態において液面検出装置が液体内に浸漬された場合でも、鞘部材と固定部材との境界部を介して液体が侵入し磁電変換素子まで到達することを防止できる。 Further, at the time of insert molding of the sheath member into the fixing member, a molten resin material flows around the sheath member. At this time, the temperature of the annular protrusion provided on the sheath member is higher than the temperature of the other portions of the sheath member, and the tip portion and the vicinity thereof melt and weld to the fixing member. That is, in the annular protrusion, the sheath member and the fixing member are completely welded. Therefore, even when the liquid level detection device is immersed in the liquid in the usage state of the liquid level detection device, the liquid can be prevented from entering through the boundary portion between the sheath member and the fixing member and reaching the magnetoelectric conversion element. .
本発明の請求項3に記載の液面検出装置の製造方法は、請求項1または請求項2に記載の液面検出装置の製造方法であって、ターミナルの外表面に接着機能表面処理被膜を施す工程と、ターミナルをインサート成型して鞘部材を形成する工程と、鞘部材内に磁電変換素子を挿入し磁電変換素子のリードとターミナルとを導通接続する工程と、磁電変換素子が挿入された鞘部材をインサート成型して固定部材を形成する工程とを備えることを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing the liquid level detection device according to the first or second aspect, wherein the adhesive function surface treatment coating is applied to the outer surface of the terminal. A step of forming a sheath member by insert molding of the terminal, a step of inserting a magnetoelectric conversion element into the sheath member and electrically connecting the lead of the magnetoelectric conversion element and the terminal, and the magnetoelectric conversion element inserted And a step of forming the fixing member by insert molding the sheath member.
このような工程を備えることにより、磁電変換素子周囲への液体の浸入を確実に防止可能な液面検出装置を容易に製作することができる製造方法を提供することができる。 By providing such a process, it is possible to provide a manufacturing method capable of easily manufacturing a liquid level detection device capable of reliably preventing liquid from entering the periphery of the magnetoelectric conversion element.
本発明の請求項4に記載の液面検出装置は、鞘部材は回転部材の回転軸方向に伸び回転軸方向の一端側に底面を有し且つ他端側に開口部を有する孔部を備え、この孔部は回転部材と同軸上に配置され、磁電変換素子は孔部内において孔部の底面に当接させて配置されることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, the sheath member includes a hole portion that extends in the rotation axis direction of the rotation member and has a bottom surface on one end side in the rotation axis direction and an opening on the other end side. The hole is arranged coaxially with the rotating member, and the magnetoelectric conversion element is arranged in contact with the bottom surface of the hole in the hole.
上述の構成によれば、磁電変換素子を孔部の底面に当接させることにより、鞘部材と磁電変換素子との位置関係が一義的に決まるので、回転部材の軸方向における回転部材と磁電変換素子との位置関係は一義的に決まる。これにより、液面検出装置の個体間において回転部材の同一角度位置における磁電変換素子の出力ばらつきを小さくすることができる。 According to the above-described configuration, since the positional relationship between the sheath member and the magnetoelectric conversion element is uniquely determined by bringing the magnetoelectric conversion element into contact with the bottom surface of the hole, the rotation member and the magnetoelectric conversion in the axial direction of the rotation member are determined. The positional relationship with the element is uniquely determined. Thereby, the output dispersion | variation in the magnetoelectric conversion element in the same angular position of a rotation member can be made small between the individual | solid of a liquid level detection apparatus.
本発明の請求項5に記載の液面検出装置は、鞘部材における底面と回転軸方向において対向する表面に第1凹部を設け、鞘部材を固定部材にインサート成型する型に第1凸部を設け、鞘部材を固定部材にインサート成型する工程において、固定部材の成形型内において第1凹部および前記第1凸部を嵌合させたことを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the liquid level detecting device according to the present invention, wherein the first concave portion is provided on the surface of the sheath member that faces the bottom surface of the sheath member in the rotation axis direction, and the first convex portion is provided on the mold that insert-molds the sheath member to the fixed member. In the step of providing and insert-molding the sheath member into the fixing member, the first concave portion and the first convex portion are fitted in the molding die of the fixing member.
このような構成によれば、鞘部材を固定部材内にインサート成型する工程において、鞘部材を固定部材成形型のキャビティ内に高い位置精度で保持することができる。これにより、固定部材と鞘部材との位置関係、すなわち固定部材と磁電変換素子との位置関係を高精度で製作することができる。したがって、液面検出装置の個体間において回転部材の同一角度位置における磁電変換素子の出力ばらつきを小さくすることができる。 According to such a configuration, in the step of insert molding the sheath member into the fixed member, the sheath member can be held with high positional accuracy in the cavity of the fixed member molding die. Thereby, the positional relationship between the fixing member and the sheath member, that is, the positional relationship between the fixing member and the magnetoelectric transducer can be manufactured with high accuracy. Therefore, the output variation of the magnetoelectric conversion element at the same angular position of the rotating member can be reduced among the individual liquid level detection devices.
本発明の請求項6に記載の液面検出装置は、前記鞘部材における底面と回転軸方向において対向する表面に第2凸部を設け、鞘部材を固定部材にインサート成型する型に第2凹部を設け、鞘部材を固定部材にインサート成型する工程において、固定部材の成形型内において第2凹部および前記第2凸部を嵌合させたことを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the liquid level detecting device according to the present invention, a second convex portion is provided on a surface of the sheath member facing the bottom surface in the rotation axis direction, and the second concave portion is formed in a mold that insert-molds the sheath member into the fixing member. In the step of insert-molding the sheath member into the fixing member, the second concave portion and the second convex portion are fitted in the molding die of the fixing member.
このような構成によっても、鞘部材を固定部材内にインサート成型する工程において、鞘部材を固定部材成形型のキャビティ内に高い位置精度で保持することができるので、液面検出装置の個体間において回転部材の同一角度位置における磁電変換素子の出力ばらつきを小さくすることができる。 Even in such a configuration, in the step of insert molding the sheath member into the fixing member, the sheath member can be held in the cavity of the fixing member molding die with high positional accuracy. The output variation of the magnetoelectric transducer at the same angular position of the rotating member can be reduced.
本発明の請求項7に記載の液面検出装置の製造方法は、請求項5に記載の液面検出装置の製造方法であって、ターミナルをインサート成型して鞘部材を形成する鞘部材成形工程と、鞘部材内に磁電変換素子を挿入し磁電変換素子のリードとターミナルとを導通接続する導通工程と、磁電変換素子が挿入された鞘部材をインサート成型して固定部材を形成する固定部材成形工程とを備え、固定部材成形工程において、固定部材の成形型内において第1凹部および第1凸部を嵌合させたことを特徴としている。
The manufacturing method of the liquid level detection device according to
このような工程を備えることにより、磁電変換素子が高温に曝され特性が変化することを抑制可能、且つ個体間における磁電変換素子の出力ばらつきが小さい液面検出装置の製造方法を提供することができる。 By providing such a process, it is possible to provide a method for manufacturing a liquid level detection device that can suppress changes in characteristics due to exposure of a magnetoelectric conversion element to a high temperature and that has a small output variation among magnetoelectric conversion elements between individuals. it can.
本発明の請求項8に記載の液面検出装置の製造方法は、請求項6に記載の液面検出装置の製造方法であって、ターミナルをインサート成型して鞘部材を形成する鞘部材成形工程と、鞘部材内に磁電変換素子を挿入し磁電変換素子のリードとターミナルとを導通接続する導通工程と、磁電変換素子が挿入された鞘部材をインサート成型して固定部材を形成する固定部材成形工程とを備え、固定部材成形工程において、固定部材の成形型内において第2凸部および前記第2凹部を嵌合させたことを特徴としている。
The manufacturing method of the liquid level detection device according to
このような工程を備えることによっても、磁電変換素子が高温に曝され特性が変化することを抑制可能、且つ個体間における磁電変換素子の出力ばらつきが小さい液面検出装置の製造方法を提供することができる。 Providing a manufacturing method of a liquid level detection device that can suppress changes in characteristics due to exposure of a magnetoelectric conversion element to a high temperature by providing such a process, and has small variations in output of the magnetoelectric conversion element among individuals. Can do.
以下、本発明の実施形態による液面検出装置を、自動車の燃料タンク内に装着されて燃料の液面位置を検出する燃料レベルゲージ1に適用した場合を例として、図に基づいて説明する。なお、各図において同一構成部分には同一符号を付してある。
Hereinafter, a case where the liquid level detection device according to the embodiment of the present invention is applied to a
図1は、本発明の一実施形態による液面検出装置である燃料レベルゲージ1の正面図であり、容器である燃料タンク12内に装着された状態を示している。図1は、燃料11の液面11aが最低位にある状態を示しており、したがって、燃料レベルゲージ1のフロート4、アーム5およびマグネットホルダ2もそれに対応した姿勢となっている。また、図1中において、燃料11の液面11aが最高位状態、つまり満タン時における液面11a、フロート4およびアーム5位置を破線で示している。なお、図1において、図の分かり易さのために、アーム5の一部を破断省略して示している。
FIG. 1 is a front view of a
図2は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の断面図であり、図1中のII−II線断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
なお、図1および図2において、図の上方が、燃料レベルゲージ1の使用状態における上方となっている。
In FIGS. 1 and 2, the upper side of the figure is the upper side in the usage state of the
図3は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1のケーシング10へのホールIC装着状態を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the Hall IC is mounted on the
図4は、図1中のIV−IV線断面図である。 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
図5は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1における、マグネット6の着磁状態、磁束分布を説明する模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the magnetized state and magnetic flux distribution of the
燃料レベルゲージ1は、燃料タンク12内において、たとえば、同じく燃料タンク12内に配置されて固定されて、燃料11を燃料タンク12外部、たとえばエンジン(図示せず)へ送出するための燃料ポンプ(図示せず)に固定されている。
The
以下に、燃料レベルゲージ1の構成について説明する。
Below, the structure of the
回転部材であるマグネットホルダ2は、たとえば樹脂材料等から形成されている。マグネットホルダ2には、図2に示すように、マグネット6が固定されている。マグネットホルダ2は、後述する本体部であるボディ3に回動可能に保持されている。これにより、マグネットホルダ2がボディ3に対して回転運動すると、マグネット6も、マグネットホルダ2と一体的に回転する、すなわちボディ3に対して変位することになる。
The
また、マグネットホルダ2には、図1に示すように、アーム5が固定されている。アーム5は、金属材料、たとえばステンレス鋼の丸棒から形成されている。アーム5の一端側には、図1に示すように、後述するフロート4が固定されるとともに、アーム5の他端側は、マグネットホルダ2に固定されている。フロート4は、液体である燃料11に浮かぶように設定されているので、アーム5は、液面11aの上下動によるフロート4の上下動をマグネットホルダ2の回転運動に変換する機能を果たしている。アーム5のフロート4と反対側の端部は、図2に示すように、ボディ3側にほぼ直角に折り曲げられて、ストッパ5aが形成されている。ストッパ5aは、マグネットホルダ2の回転軸、つまり後述する孔部2aの中心軸と平行に形成されている。このストッパ部5aは、マグネットホルダ2の固定孔2cに嵌合することにより、アーム5をマグネットホルダ2に固定する機能を果たしている。同時に、ストッパ5aは、図1に示すように、後述するボディ3に形成されたストッパ3dに当接する。これにより、マグネットホルダ2の回転角度範囲が規制される。
Further, as shown in FIG. 1, the
フロート4は、樹脂材料等から中空立体形状に形成され、アーム5に取り付けられた状態で燃料の液面11aに確実に浮かぶように見掛けの比重が設定されている。液面11a位置の変動に応じてフロート4が上下動すると、この動きは、アーム5によりマグネットホルダ2に伝達されて、マグネットホルダ2がボディ3に対して回転運動する。
The
マグネットホルダ2は、図2に示すように、後述するボディ3の軸部3aに回動可能に嵌合する孔部2aを備えている。孔部2aの軸方向においてボディ3と反対側(図2において左側)端部には、マグネットホルダ2がボディ3に組み付けられた状態において、マグネットホルダ2の軸方向(図2において左右方向)移動を規制する規制部2bが設けられている。また、マグネットホルダ2には、図2に示すように、アーム5に設けられたストッパ5aと嵌合する固定孔2cが設けられている。固定孔2cは、図2に示すように、マグネットホルダ2の孔部2aと平行に形成されている。固定孔2cの直径寸法は、アーム5の直径寸法と同一あるいは直径寸法よりもわずかに小さく形成されている。すなわち、両者の大きさは、燃料レベルゲージ1の組付け工程においてアーム5をマグネットホルダ2に取り付ける際に、アーム5を固定孔2cに作業者が手で容易に挿入可能且つ固定孔2cに挿入後アーム5が手で回動可能な程度の締まり嵌めとなっている。
As shown in FIG. 2, the
マグネットホルダ2には、図2に示すように、アーム5を保持するための固定部2dが設けられている。固定部2dは、図1および図2に示すように、マグネットホルダ2のボディ3と反対側の端面上に2個配置されている。固定部2dは、図4に示すように、アーム5に密着し保持固定する保持部2eと、アーム5を取り付ける際に固定部2dへの入り口となる開口部2fとからなっている。なお、図4において、固定部2dはアーム5が未装着状態における形状を示すとともに、アーム5を一点鎖線により示している。保持部2eは、その軸方向、すなわち図4の紙面垂直方向に直交する断面形状を、図4に示すように、円形に形成されるとともに、その直径寸法d1は、アーム5の直径寸法D1より小さく形成されている。開口部2fは、その軸方向、すなわち図4の紙面垂直方向に直交する幅寸法Wを、図4に示すように、保持部2eの直径寸法d1より小さく形成されている。固定部2dの開口部2fにアーム5を装着する場合、図4の左側から、固定部2dの開口部2fにアーム5を押込んでいくと、固定部2dが弾性変形して、保持部2eにアーム5が保持固定される。このとき、固定部2dは弾性変形した状態であり、この固定部2dの弾性力によりアーム5が保持される。また、2個の固定部2dは、それぞれの保持部2eの中心軸を一致させて配置されている。さらに、両保持部2eの共通の中心軸は、アーム5に設けられたストッパ5aと嵌合する固定孔2cの中心軸と交差するように配置されている。
As shown in FIG. 2, the
マグネットホルダ2を上述のように構成したことにより、マグネットホルダ2へのアーム5の取り付け作業を容易かつ確実に行うことができる。
Since the
マグネットホルダ2には、変位部材としての永久磁石であるマグネット6が固定されている。マグネット6は、たとえばフェライト磁石等からなり、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1においては筒型のものが用いられ、図2に示すように、孔部2aと同心上に配置されている。さらに、マグネット6は、図5に示すように、2極着磁されている。マグネット6の磁束Mは、図5に示すように分布しており、マグネット6の内周側の磁束は孔部2aの径方向に流れている。また、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、マグネット6は、マグネットホルダ2を樹脂成形する際に、マグネットホルダ2内に一体的にインサート成形されている。
A
固定部材であるボディ3は、樹脂材質から形成されている。ボディ3は、図2に示すように、軸部3aを備え、この軸部3aの外周にマグネットホルダ2の孔部2aが嵌合することにより、マグネットホルダ2を回動自在に保持している。マグネットホルダ2の孔部2aと嵌合する軸部3aの先端側には、図2に示すように、直径が軸部3aよりも小さい小径部3bが延出されている。この小径部3bには、図2に示すように、溝部3cが設けられている。この溝部3cには、図2に示すように、スナップリング13が装着されている。マグネットホルダ2の規制部2bがスナップリング13に当接することにより、マグネットホルダ2のボディ3から離れる方向への移動(図2において左側に向かう移動)が規制される。ボディ3は、図1に示すように、マグネットホルダ2の回転角度範囲を規制するための一対のストッパ3dを備えている。
The
ボディ3の軸部3a内には、図2に示すように、変位部材であるマグネット6の変位を検出する検出手段としての磁気検出素子であるホールIC7が内蔵されている。ホールIC7は、図2に示すように、後述する鞘部材としてのケーシング10内に収容された状態後にボディ3内にインサート成型により固定される。ホールIC7は、図2に示すように、マグネット6の内側、且つ軸部3aの軸方向においてマグネット6との重なり長さができるだけ長くなるように配置されている。これにより、ホールIC7と交差するマグネット6の磁束M量を多くして、ホールIC7の出力電圧を高めて、液面11a検出精度を高めることができる。ホールIC7は、ホールIC7を外部と電気的に接続するための3個のリード7aを備えている。
In the
ここで、ホールIC7の作動について簡単に説明する。
Here, the operation of the
ホールIC7は、半導体からなり、ホールIC7に電圧が印加された状態で外部から磁界が加えられると、ホールIC7を通過する磁束密度に比例したホール電圧を発生する。つまり、ホールIC7と磁束Mが直交するときにホールIC7を通過する磁束密度が最大となりホール電圧が最高となる。そして、ホールIC7と磁束Mが平行となるときにホールIC7を通過する磁束密度が最小となりホール電圧が最低となる。
The
本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、液面11aの変動によりマグネットホルダ2が回転すると、ホールIC7とマグネット6の磁束Mとの交差角度が変化し、それにともなって、ホールIC7の出力電圧であるホール電圧が変化する。したがって、このホール電圧を検出することにより、マグネットホルダ2の回転角度、すなわち液面11a位置を測定することができる。
In the
本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、ホールIC7は、図2に示すように、鞘部材であるケーシング10を介してボディ3内に固定されている。
In the
鞘部材であるケーシング10は、ボディ3と同質の樹脂材質から形成されている。ケーシング10には、保持孔10bが設けられ、この保持孔10b内にホールIC7が挿入固定されている。保持孔10bの断面(図2の紙面直交方向の断面)形状は、ホールIC7の断面形状とほぼ等しく形成されており、保持孔10b内にホールIC7が挿入されると、ホールIC7は保持孔10b壁面に密着し、両者の間には隙間がほとんど無い。ケーシング10には、ホールIC7を外部の電気回路と接続するためのターミナル8がインサート成型により一体化されている。
The
ターミナル8は、導電性材料、たとえば銅系金属から形成され、その一端は、図2に示すように、ホールIC7のリード7aに導通可能に接続さるとともに、他端は、図2に示すように、外部電気回路と接続するために、ケーシング10、すなわちボディ3から露出している。ターミナル8の外表面の少なくともケーシング10と接触する部分には、接着機能表面処理被膜が施されている。この接着機能表面処理被膜は、有機めっき処理等により施される。ターミナル8は、ホールIC7の電極、つまりリード7aの個数と同数配置され、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、図1に示すように、3個設けられている。
The
ケーシング10のターミナル8の他端側、すなわち図2において上端側には、ケーシング10の外周全周に亘る環状の突起としてのリング部10aが設けられている。リング部10aは、図2に示すように、その断面形状が三角形状を成し、平行に2個設けられている。
On the other end side of the
ホールIC7は、ケーシング10の保持孔10bに挿入され、各リード7aが対応するターミナル8に、かしめ、あるいはヒュージング等によって接続された状態で、ボディ3にインサート成型により固定される。
The
次に、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の製造方法について、特に本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の特徴であるボディ3の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
先ず、ターミナル8の外表面に接着機能表面処理被膜を有機めっき処理等により施す。接着機能表面処理被膜は、接着機能表面処理被膜が施された金属部材を樹脂材質であるプラスチックにインサート成形する際に、金型内の熱および圧力によってプラスチックと化学結合して拡散層を形成するもので、金属材質とプラスチックを強固に複合化することができる。接着機能表面処理被膜としては、たとえば、特開2001−1445号公報に開示されるものがある。
First, an adhesion functional surface treatment film is applied to the outer surface of the
次に、接着機能表面処理被膜が施されたターミナル8を、ケーシング10樹脂成形用の型内にセットしてインサート成形する。これにより、ケーシング10を形成する樹脂材質とターミナル8とは強固に結合され、両者間には隙間がない。
Next, the
次に、ケーシング10の保持孔10b内にホールIC7を挿入する。保持孔10bは、図2に示すように、有底状の止まり孔になっており、ホールIC7の先端を保持孔10bの底面に密着させる。
Next, the
続いて、ホールIC7の各リード7aを対応するターミナル8に、たとえばヒュージング、あるいはかしめ等により導通可能に接続する。
Subsequently, each lead 7a of the
次に、上述の工程が完了したケーシング10を、ボディ3樹脂成形用の型内にセットしてインサート成形する。なお、ボディ3成形には、ケーシング10の成形に用いられる樹脂材質が用いられている。このとき、型内に樹脂を注入するゲートは、図2においてボディ3の上端に設けられているので、溶融した樹脂材質は、図2において上方から下方に向かって流れる。このため、ケーシング10の図2において上方に設けられた2個の環状の突起であるリング部10aは、その周囲を高温の溶融樹脂が注入完了までの間流れるので高温に曝される時間が長いことと、突起状のため体積に比して表面積が大きいこととにより、先端側が溶融して注入樹脂と完全に一体化する。すなわち、完成したボディ3において、ケーシング10とボディ3とはリング部10aにおいて溶融により一体化しており、両者間には隙間がない。
Next, the
以上により、ボディ3が完成する。
Thus, the
次に、上述したように構成された本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の作用効果、すなわちボディ3の構成による作用効果について説明する。
Next, the operation and effect of the
先ず、従来の液面検出装置では、ホールICがボディ内に直接インサート成型されている。このため、ホールIC表面が溶融樹脂に直接触れてホールICが高温に曝され、その電気的特性が変化する可能性があった。 First, in the conventional liquid level detection device, the Hall IC is directly insert-molded in the body. For this reason, there is a possibility that the Hall IC surface is in direct contact with the molten resin and the Hall IC is exposed to a high temperature, and its electrical characteristics change.
これに対して、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の構成によれば、ホールIC7は、先ずケーシング10内に収容固定され、その後にこのケーシング10ごとボディ3の成形型内にセットされてインサート成型される。つまり、ボディ3を型成型する際にホールIC7は溶融した樹脂に直接接触しない。したがって、ボディ3へのインサート成型時におけるホールIC7の温度上昇は、従来の液面検出装置のボディへのインサート成型時におけるホールICの温度上昇よりも、大幅に低く抑えられる。
On the other hand, according to the configuration of the
これにより、その製造工程においてホールIC7が高温に曝されその特性が変化することを抑制可能な燃料レベルゲージ1を提供することができる。
Thereby, it is possible to provide the
また、ターミナル8の外表面の少なくともケーシング10と接触する部分に接着機能表面処理被膜を施すとともにケーシング10のターミナル8の露出側端部にその外周全周に亘る環状の突起であるリング部10aを設けている。
In addition, an adhesive functional surface treatment coating is applied to at least a portion of the outer surface of the
このような構成により、ターミナル8とケーシング10との接触部の隙間をなくし、且つケーシング10とボディ3の樹脂部との隙間をなくすことができる。したがって、ボディ3内部、詳しくは、ホールIC7、およびリード7aとターミナル8との接合部分の気密を確実に維持することができる。これにより、燃料レベルゲージ1の使用状態において燃料レベルゲージ1が燃料11内に浸漬された場合でも、燃料11がホールIC7、およびリード7aとターミナル8との接合部分へ侵入することを防止できる。
With such a configuration, it is possible to eliminate the gap between the contact portion between the terminal 8 and the
(一実施形態の変形例)
次に、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ1について図6に基づいて説明する。図6は、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ1の断面図であり、図1中のII−II線断面図に相当するものである。
(Modification of one embodiment)
Next, a
本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ1は、上述した本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1に対して、ケーシング10およびボディ3の形状が異なっている。
The
すなわち、ケーシング10において、ホールIC7を収容する保持孔10bの底面10cと軸部3aの軸方向において対向する先端面に、図6に示すように、第1凹部である凹部10dが設けられている。凹部10dは断面円形に形成されるとともに、保持孔10bと同軸上に形成されている。また、ボディ3の軸部3aには、図6に示すように、凹部10dと連続して孔部3eが形成されている。孔部3eは、凹部10dを延長したように形成されている。
That is, as shown in FIG. 6, a
ケーシング10の凹部10dは、ケーシング10をボディ3の成形型内にセットしてインサート成型する際に、ボディ3の成形型に形成された第1凸部である位置決めピンと嵌合することにより、成形型内においてケーシング10を高い位置精度で保持するためのものである。
The
以下に、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ1の製造方法、主にボディ3の製造方法について、図7に基づいて説明する。なお、前述した本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の製造方法と同一工程について説明を省略している。
Below, the manufacturing method of the
図7は、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ1のボディ3の製造に用いる金型100の概略構造を示す。図7は、金型100の型締め完了時の状態、すなわち、樹脂充填直前の状態を示している。
FIG. 7 shows a schematic structure of a
金型100は、大きくは、図7に示すように、上型101および下型102を備えている。実際には、さらにスライドコアも備えているが、分り易さのために図7中には示していない。上型101および下型102により、キャビティ(製品部、すなわちボディ3の実体となる部分)104が形成される。
The
上型101には、ゲート106からキャビティ104内へ充填される樹脂の供給通路としてのスプルー105が形成されている。
The
下型102には、保持溝107および第1凸部としての位置決めピン103が形成されている。保持溝107および位置決めピン103は、樹脂注入前にケーシング10をキャビティ104内の所定の位置に保持するためのものである。つまり、ケーシング10は、ターミナル8が保持溝107に嵌り、且つ凹部10dが位置決めピン103と嵌合して、キャビティ104内に保持される。本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ1はターミナル8を3個備えているので、保持溝107もそれに対応して3個設けられている。また、下型102には、成形完了後の樹脂成形品であるボディ3を下型102から離型するためのノックアウトピン(図示せず)が設けられている。
The
ここで、位置決めピン103は、下型102に形成された孔部108、すなわちボディ3の軸部3aの外周面を形成する孔部108と同軸上に形成されている。一方、ケーシング10において、凹部10dは、ホールIC7を保持する保持孔10bと同軸上に形成されている。したがって、ボディ3が完成すると、保持孔10bは軸部3aと同軸上に配置される。これにより、ホールICは軸部3aと同軸上に配置される、ホールICはマグネットホルダ2のマグネット6による磁束の回転中心に位置することになるので、燃料レベルゲージ1の検出精度を高め且つ安定して維持することができる。
Here, the
次に、上記構成の金型100を用いたボディ3の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
この時点において、既に、ケーシング10へはホールIC7が装着され、ホールIC7のリード7aがターミナル8に導通可能に接続されている。の回路部品3およびターミナル2の実装が完了している。ここで、ホールIC7は、その先端がケーシング10に形成された保持孔10aの底面10cに当接している。
At this time, the
先ず、金型100が型締め前の状態において、すなわち、上型101と下型102が図7中の上下方向において離れ、且つ図示しないスライドコアが後退している状態において、ボディ3にインサート成形されるケーシング10を、キャビティ104内に配置する。具体的には、ケーシング10のターミナル8を下型102の保持溝107に嵌めると同時に、ケーシング10の凹部10dを位置決めピン103に嵌合させる。このとき、位置決めピン103の先端を凹部10dの底部に当接させる。これにより、キャビティ104内におけるケーシング10の位置が高精度で決まる。
First, in a state before the
次に、金型100の型締めを行う。すなわち、下型102を図3中の上方へ移動させて上型101に密着させる。続いて、図示しないスライドコアを所定の位置へ移動させる。
Next, the
以上により、キャビティ104内にケーシング10を保持する保持工程が完了する。
Thus, the holding process for holding the
図7に示すように、ケーシング10を金型100のキャビティ104内に保持したら、次に、上型101のスプルー105の上方側端部に図示しない射出ユニットのノズル部を当接させ、溶融した液状の樹脂を射出して、ゲート106からキャビティ104内に溶融状態の樹脂を充填していく。キャビティ104内に完全に樹脂が行きわたり、さらにスプルー105が樹脂で満たされると、樹脂の射出が停止されて、充填工程が終了する。
As shown in FIG. 7, after the
キャビティ104内に充填された樹脂は、金型100により吸熱されキャビティ104内面に接した部位から徐々に冷却され固化していく。樹脂が冷却固化してボディ3が形成される。以上で、固化工程が終了する。
The resin filled in the
次に、下型102を図7中の下方へ移動させて上型101から分離させる。同時に、図示しないスライドコアを後退させる。
Next, the
続いて、図示しないノックアウトピンを図7中の上方に移動させて、ボディ3を下型102から離型させる。
Subsequently, a knockout pin (not shown) is moved upward in FIG. 7 to release the
以上で、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ1のボディ3の製造工程が完了する。
Thus, the manufacturing process of the
以上説明した、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ1においては、ケーシング10をボディ3の成形型内にセットしてインサート成型する際に、ケーシング10の凹部10dを下型102に設けられた位置決めピン103に嵌合させて、ケーシング10をキャビティ104内に保持している。また、ホールIC7は、ケーシング10の保持孔10b内において、保持孔10bの底面10cに当接して収容されているので、ケーシング10とホールIC7との位置関係の製品間ばらつきは非常に小さい。これにより、ボディ3とケーシング10との位置関係、すなわちボディ3の軸部3aとホールICとの位置関係を高精度で製作することができる。したがって、燃料レベルゲージ1の出力特性、つまりマグネットホルダ2の回転角度(液面位置)とホールICの出力電圧との関係が製品間で変動することを抑制することができる。すなわち、燃料レベルゲージ1の出力特性の製品間ばらつきを小さくすることができる。
In the
(一実施形態の他の変形例)
図8に、本発明の一実施形態の他の変形例による燃料レベルゲージ1のボディ3を樹脂成形する金型100の型締め完了時の断面図を示す。
(Other variations of one embodiment)
FIG. 8 shows a cross-sectional view of a
本発明の一実施形態の他の変形例による燃料レベルゲージ1においては、ケーシング10において、ホールIC7を収容する保持孔10bの底面10cと軸部3aの軸方向において対向する先端面に、図8に示すように、第2凸部である凸部10eが設けられている。凸部10eは断面円形に形成されるとともに、保持孔10bと同軸上に形成されている。
In the
一方、下型102には、図8に示すように、凸部10eと嵌合可能な第2凹部としての孔部109が形成されている。孔部109は、ボディ3の軸部3aの外周面を形成する孔部108と同軸上に形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the
本発明の一実施形態の他の変形例による燃料レベルゲージ1の製造工程においては、ケーシング10をボディ3の成形型内にセットしてインサート成型する際に、ケーシング10の凸部10eを下型102に設けられた孔部109に嵌合させて、ケーシング10をキャビティ104内に保持している。これにより、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ1の場合と同様に、ボディ3とケーシング10との位置関係、すなわちボディ3の軸部3aとホールICとの位置関係を高精度で製作することができる。したがって、本発明の一実施形態の他の変形例による燃料レベルゲージ1によっても、燃料レベルゲージ1の出力特性、つまりマグネットホルダ2の回転角度(液面位置)とホールICの出力電圧との関係が製品間で変動することを抑制することができる。すなわち、燃料レベルゲージ1の出力特性の製品間ばらつきを小さくすることができる。
In the manufacturing process of the
なお、以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ1においては、検出手段である磁電変換素子としてホールIC7を用いているが、これに限る必要はなく、他の種類の磁電変換素子、たとえばMRE素子(磁気抵抗素子)あるいは磁気ダイオード等を用いてもよい。
In the
また、以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ1においては、ケーシング10に設けたリング部10aの個数を2個としているが、1個以上幾つ設けてもよい。
Further, in the
また、以上説明した、以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ1においては、ターミナル8の材質を銅系金属としているが、他の金属材質を用いてもよい。
In the
また、以上説明した、以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ1においては、マグネット6の材質をフェライト磁石としているが、他の材質、たとえば希土類磁石、アルニコ磁石あるいはボンド系磁石としてもよい。
In the
また、以上説明した以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ1においては、外部の電気回路と接続するためのターミナル8の個数を3個としているが、3個に限定する必要はなく、必要に応じて増減してもよい。
In addition, in the
また、以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例においては、液面検出装置を自動車用の燃料レベルゲージ1に適用した場合を例に説明したが、その用途は自動車用の燃料レベルゲージ1に限る必要はない。自動車に搭載される他の液体、たとえばブレーキフルード、エンジン冷却水等の容器内の液面検出用に適用してもよい。さらに、自動車用に限らず、各種民生用機器が備える液体容器内の液面検出用に適用してもよい。
Further, in the above-described embodiment of the present invention, its modified examples, and other modified examples, the case where the liquid level detecting device is applied to the
1 燃料レベルゲージ(液面検出装置)
2 マグネットホルダ(回転部材)
2a 孔部
2b 規制部
2c 固定孔
2d 固定部
2e 保持部
2f 開口部
3 ボディ(固定部材)
3a 軸部
3b 小径部
3c 溝部
3d ストッパ
3e 孔部
4 フロート
5 アーム
5a ストッパ
6 マグネット
7 ホール素子(磁電変換素子)
7a リード
8 ターミナル
9 接着機能表面処理
10 ケーシング(鞘部材)
10a リング部(突起)
10b 保持孔
10c 底面
10d 凹部(第1凹部)
10e 凸部(第2凸部)
11 燃料(液体)
11a 液面
12 燃料タンク
13 スナップリング
100 金型
101 上型
102 下型
103 位置決めピン(第1凸部)
104 キャビティ
105 スプルー
106 ゲート
107 保持溝
108 孔部
109 孔部(第2凹部)
C 中心軸
D1 直径寸法
d1 直径寸法
M 磁束
W 幅寸法
1 Fuel level gauge (Liquid level detector)
2 Magnet holder (rotating member)
10a Ring part (protrusion)
10e Convex part (second convex part)
11 Fuel (liquid)
104
C Center axis D1 Diameter dimension d1 Diameter dimension M Magnetic flux W Width dimension
Claims (8)
前記回転部材を回動自在に保持する樹脂材質からなる固定部材と、
液体に浮かぶフロートと、
一端側に前記フロートが固定され且つ他端側が前記回転部材に固定され前記液体の液面の上下動による前記フロートの上下動を前記回転部材の回転運動に変換するアームと、
前記回転部材に固定され前記回転部材と一体に回転するマグネットと、
前記マグネットの変位を検出可能に前記固定部材に収容された磁電変換素子と、
一端が前記磁電変換素子のリードと接続され他端が外部の電気回路に接続可能に前記固定部材から露出されるターミナルとを備えた液面検出装置であって、
前記磁電変換素子は樹脂材質からなる鞘部材内に収容固定され、
前記ターミナルは前記鞘部材にインサート成型により一体化され、
前記磁電変換素子が収容固定された前記鞘部材が前記固定部材にインサート成型により一体化されたことを特徴とする液面検出装置。 A rotating member;
A fixing member made of a resin material that rotatably holds the rotating member;
A float floating in a liquid,
An arm that has the float fixed to one end and the other end fixed to the rotating member, and converts the vertical movement of the float caused by the vertical movement of the liquid surface into rotational movement of the rotating member;
A magnet fixed to the rotating member and rotating integrally with the rotating member;
A magnetoelectric transducer housed in the fixed member so as to detect displacement of the magnet;
A liquid level detection device comprising a terminal having one end connected to the lead of the magnetoelectric conversion element and the other end exposed to the fixing member so as to be connectable to an external electric circuit;
The magnetoelectric conversion element is housed and fixed in a sheath member made of a resin material,
The terminal is integrated with the sheath member by insert molding,
The liquid level detection device, wherein the sheath member in which the magnetoelectric conversion element is accommodated and fixed is integrated with the fixing member by insert molding.
前記鞘部材の前記ターミナルの前記他端側端部にはその外周全周に亘る環状の突起が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液面検出装置。 The terminal is provided with an adhesion functional surface treatment coating on the contact portion with the sheath member,
The liquid level detection device according to claim 1, wherein an annular protrusion is provided over the entire outer periphery of the end of the terminal of the sheath member on the other end side.
前記ターミナルの外表面に接着機能表面処理被膜を施す工程と、
前記ターミナルをインサート成型して前記鞘部材を形成する工程と、
前記鞘部材内に前記磁電変換素子を挿入し前記磁電変換素子の前記リードと前記ターミナルとを導通接続する工程と、
前記磁電変換素子が挿入された前記鞘部材をインサート成型して前記固定部材を形成する工程とを備えることを特徴とする液面検出装置の製造方法。 A method of manufacturing a liquid level detection device according to claim 1 or 2,
Applying an adhesion functional surface treatment film to the outer surface of the terminal;
Forming the sheath member by insert molding the terminal;
Inserting the magnetoelectric conversion element into the sheath member and electrically connecting the lead of the magnetoelectric conversion element and the terminal; and
And a step of insert-molding the sheath member into which the magnetoelectric conversion element is inserted to form the fixing member.
前記孔部は前記回転部材と同軸上に配置され、
前記磁電変換素子は前記孔部内において前記孔部の前記底面に当接させて配置されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液面検出装置。 The sheath member has a hole extending in the rotation axis direction of the rotation member and having a bottom surface on one end side in the rotation axis direction and an opening on the other end side;
The hole is arranged coaxially with the rotating member,
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the magnetoelectric conversion element is disposed in contact with the bottom surface of the hole in the hole.
前記鞘部材を前記固定部材にインサート成型する型に第1凸部を設け、
前記鞘部材を前記固定部材にインサート成型する工程において、前記固定部材の成形型内において前記第1凹部および前記第1凸部を嵌合させたことを特徴とする請求項1、請求項2および請求項4のいずれかに記載の液面検出装置。 A first recess is provided on the surface of the sheath member that faces the bottom surface in the rotation axis direction,
A first convex portion is provided in a mold for insert-molding the sheath member into the fixing member,
The step of insert-molding the sheath member into the fixing member includes fitting the first concave portion and the first convex portion within a molding die of the fixing member. The liquid level detection device according to claim 4.
前記鞘部材を前記固定部材にインサート成型する型に第2凹部を設け、
前記鞘部材を前記固定部材にインサート成型する工程において、前記固定部材の成形型内において前記第2凹部および前記第2凸部を嵌合させたことを特徴とする請求項1、請求項2および請求項4のいずれかに記載の液面検出装置。 A second convex part is provided on the surface of the sheath member that faces the bottom surface in the rotation axis direction,
A second recess is provided in a mold for insert-molding the sheath member into the fixing member,
The step of insert-molding the sheath member into the fixing member includes fitting the second concave portion and the second convex portion within a molding die of the fixing member. The liquid level detection device according to claim 4.
前記ターミナルをインサート成型して前記鞘部材を形成する鞘部材成形工程と、
前記鞘部材内に前記磁電変換素子を挿入し前記磁電変換素子の前記リードと前記ターミナルとを導通接続する導通工程と、
前記磁電変換素子が挿入された前記鞘部材をインサート成型して前記固定部材を形成する固定部材成形工程とを備え、
前記固定部材成形工程において、前記固定部材の成形型内において前記第1凹部および前記第1凸部を嵌合させたことを特徴とする液面検出装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the liquid level detection device according to claim 5,
A sheath member molding step for forming the sheath member by insert molding the terminal;
A conduction step of inserting the magnetoelectric conversion element into the sheath member and electrically connecting the lead of the magnetoelectric conversion element and the terminal;
A fixing member forming step of forming the fixing member by insert molding the sheath member into which the magnetoelectric conversion element is inserted,
In the fixing member forming step, the first concave portion and the first convex portion are fitted in a molding die of the fixing member.
前記ターミナルをインサート成型して前記鞘部材を形成する鞘部材成形工程と、
前記鞘部材内に前記磁電変換素子を挿入し前記磁電変換素子の前記リードと前記ターミナルとを導通接続する導通工程と、
前記磁電変換素子が挿入された前記鞘部材をインサート成型して前記固定部材を形成する固定部材成形工程とを備え、
前記固定部材成形工程において、前記固定部材の成形型内において前記第2凸部および前記第2凹部を嵌合させたことを特徴とする液面検出装置の製造方法。 It is a manufacturing method of the liquid level detection device according to claim 6,
A sheath member molding step for forming the sheath member by insert molding the terminal;
A conduction step of inserting the magnetoelectric conversion element into the sheath member and electrically connecting the lead of the magnetoelectric conversion element and the terminal;
A fixing member forming step of forming the fixing member by insert molding the sheath member into which the magnetoelectric conversion element is inserted,
In the fixing member forming step, the second convex portion and the second concave portion are fitted in a molding die of the fixing member.
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